Potrzebujesz więcej dowodów na to, że ekspansja Wszechświata przyspiesza? Wystarczy spojrzeć na Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Zespół pod przewodnictwem Tima Schrabbacka z Obserwatorium w Leiden przeprowadził intensywne badania ponad 446 000 galaktyk w polu COSMOS (Cosmological Evolution Survey), wynik największej ankiety przeprowadzonej kiedykolwiek z Hubble'em. Dokonując ankiety COSMOS, Hubble sfotografował 575 lekko zachodzących na siebie widoków tej samej części Wszechświata za pomocą Advanced Camera for Surveys (ACS) na pokładzie orbitującego teleskopu. Zajęło to prawie 1000 godzin obserwacji.
Oprócz danych Hubble'a naukowcy wykorzystali dane przesunięcia ku czerwieni z naziemnych teleskopów, aby przypisać odległości do 194,000 badanych galaktyk (do przesunięcia ku czerwieni 5). „Sama liczba galaktyk uwzględnionych w tego rodzaju analizach jest bezprecedensowa, ale ważniejsze jest bogactwo informacji, które moglibyśmy uzyskać na temat niewidzialnych struktur we Wszechświecie z tego wyjątkowego zestawu danych” - powiedział współautor Patrick Simon z Edinburgh University.
W szczególności astronomowie mogli „zważyć” rozkład materii na dużą skalę w przestrzeni kosmicznej na duże odległości. Aby to zrobić, wykorzystali fakt, że informacja ta jest zakodowana w zniekształconych kształtach odległych galaktyk, zjawisku określanym jako słabe soczewkowanie grawitacyjne. Dzięki złożonym algorytmom zespół kierowany przez Schrabbacka ulepszył standardową metodę i uzyskał pomiary kształtu galaktyki z niespotykaną precyzją. Wyniki badań zostaną opublikowane w nadchodzącym numerze Astronomy and Astrophysics.
Skrupulatność i skala tego badania pozwala na niezależne potwierdzenie, że ekspansja Wszechświata jest przyspieszana przez dodatkowy, tajemniczy składnik o nazwie ciemna energia. Istnieje kilka takich niezależnych potwierdzeń. Naukowcy muszą wiedzieć, w jaki sposób powstawały grudki materii ewoluowały w historii Wszechświata, aby ustalić, w jaki sposób wpłynęła na nich siła grawitacji, która utrzymuje materię razem, oraz ciemna energia, która rozdziela ją poprzez przyspieszenie ekspansji Wszechświata. „Ciemna energia wpływa na nasze pomiary z dwóch powodów. Po pierwsze, gdy jest obecna, gromady galaktyk rosną wolniej, a po drugie zmienia sposób rozszerzania się Wszechświata, prowadząc do bardziej odległych - i bardziej efektywnie soczerowanych - galaktyk. Nasza analiza jest wrażliwa na oba efekty ”- mówi współautor Benjamin Joachimi z University of Bonn. „Nasze badanie stanowi również dodatkowe potwierdzenie teorii ogólnej teorii względności Einsteina, która przewiduje, w jaki sposób sygnał soczewkowania zależy od przesunięcia ku czerwieni”, dodaje współbadacz Martin Kilbinger z Institut d'Astrophysique de Paris i Excellence Cluster Universe.
Duża liczba galaktyk uwzględnionych w tym badaniu, wraz z informacjami o ich przesunięciach ku czerwieni, prowadzi do wyraźniejszej mapy tego, jak dokładnie ułożona jest część Wszechświata; pomaga nam zobaczyć jego galaktycznych mieszkańców i sposób ich rozmieszczenia. „Dzięki dokładniejszym informacjom o odległościach do galaktyk możemy dokładniej zmierzyć rozkład materii między nimi a nami”, zauważa współbadacz Jan Hartlap z University of Bonn. „Wcześniej większość badań była wykonywana w 2D, jak na przykład prześwietlenie klatki piersiowej. Nasze badanie bardziej przypomina rekonstrukcję szkieletu w 3D na podstawie tomografii komputerowej. Co więcej, jesteśmy w stanie oglądać szkielet ciemnej materii dojrzewający od młodości Wszechświata do chwili obecnej ”- komentuje William High z Harvard University, inny współautor.
Astronomowie wybrali ankietę COSMOS, ponieważ uważa się ją za reprezentatywną próbkę Wszechświata. Dzięki dokładnym badaniom, takim jak to prowadzone przez Schrabbacka, astronomowie pewnego dnia będą mogli zastosować swoją technikę do szerszych obszarów nieba, tworząc wyraźniejszy obraz tego, co naprawdę tam jest.
Źródło: EurekAlert
Artykuł: Schrabback i in., „Dowody na przyspieszoną ekspansję Wszechświata po słabej tomografii soczewkowej za pomocą COSMOS”, Astronomy and Astrophysics, marzec 2010 r.,
